正常成人腎臟磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像研究

秦衛(wèi)和 QIN Weihe

付飛先 FU Feixian

陳艷姣 CHEN Yanjiao

黎 晶 LI Jing

楊詠梅 YANG Yongmei

陳學(xué)文 CHEN Xuewen

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）是唯一能反映活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的成像技術(shù)，隨著MRI軟硬件的發(fā)展，DWI成像已經(jīng)在腹部臟器方面得到應(yīng)用。腎臟由于其特殊的解剖結(jié)構(gòu)，為DWI成像在腎臟的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。本研究旨在通過(guò)分析20例正常成人腎臟在不同b值下的表觀彌散系數(shù)（ADC）值，同時(shí)測(cè)量肝、脾、胰腺ADC值，為腎臟病變患者在DWI成像時(shí)提供正常對(duì)照值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010-05～2011-02在湖南省益陽(yáng)市中心醫(yī)院行磁共振DWI檢查的20例健康志愿者，男12例，女8例；年齡20～52歲，平均（36.9±4.3）歲，志愿者均無(wú)腎臟疾病、高血壓、糖尿病，肝腎及心臟功能正常。

1.2 儀器與方法 西門(mén)子Avantol 1.5T MRI掃描儀，8通道體部線圈。志愿者先行MRI常規(guī)檢查，然后行DWI檢查。DWI成像采用兩次激發(fā)的回波平面成像（EPI）：TR/TE 850ms/74ms，層厚7mm，層距2mm，視野（FOV）380mm×380mm，矩陣128×128。平靜呼吸，用呼吸門(mén)控軟件控制呼吸。擴(kuò)散敏感系數(shù)b值分別 為 0s/mm2、200s/mm2、500s/mm2、800s/mm2及1000s/mm2。

1.3 圖像分析 由2名有10年以上腹部MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師在工作站上采用盲法獨(dú)立觀測(cè)腎臟大小﹑形態(tài)，取二者平均值為測(cè)量值。雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值在腎門(mén)水平面測(cè)量，測(cè)量時(shí)在皮、髓質(zhì)區(qū)均采用3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量興趣區(qū)FOV為0.4cm2（圖1、2）。測(cè)量腎臟平均ADC值時(shí)在腎門(mén)層面用手工描繪出腎臟皮、髓質(zhì)范圍，再測(cè)量腎實(shí)質(zhì)平均ADC值（圖3）。肝臟測(cè)量點(diǎn)為肝右葉后段區(qū)域，胰腺測(cè)量區(qū)域?yàn)橐认袤w部，脾臟測(cè)量區(qū)域?yàn)槠⒑蟛俊y(cè)量時(shí)避開(kāi)腎盂、腎盞、大血管、化學(xué)位移偽影及呼吸偽影區(qū)域。

圖1 腎臟皮質(zhì)ADC值測(cè)量：在腎臟皮質(zhì)區(qū)域取3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算3點(diǎn)的平均ADC值。圖2 腎臟髓質(zhì)ADC值測(cè)量：在腎臟髓質(zhì)區(qū)域取3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算3點(diǎn)的平均ADC值。圖3 腎臟平均ADC值測(cè)量：在腎門(mén)層面手工描繪出腎實(shí)質(zhì)區(qū)域，計(jì)算該區(qū)域范圍內(nèi)的ADC值

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 13.0軟件，計(jì)量資料數(shù)據(jù)以表示，雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及雙側(cè)腎實(shí)質(zhì)平均ADC值比較行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，同側(cè)腎皮質(zhì)和髓質(zhì)ADC值比較用兩樣本t檢驗(yàn)，不同b值下腹部臟器ADC值比較用單因素方差分析，組間有差異時(shí)用Bonferroni法行組間多重比較，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同b值下腎臟及腹部其他臟器ADC值測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，不同b值下腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及腎臟平均ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.000）；組間多重比較顯示，各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（右腎髓質(zhì)ADC值在b＝800s/mm2組和1000s/mm2組比較P＝0.005，其余P均＝0.000）。肝、脾、胰腺ADC值在不同b值下的ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝ 0.000）；組間多重比較顯示，b＝800s/mm2和1000s/mm2組與b＝200s/mm2及500s/mm2組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.000），b＝200s/mm2組與500s/mm2組亦差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.000），但b＝800s/mm2的ADC值與1000s/mm2的ADC值間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.151、0.703、0.234)。雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值均高于肝、脾、胰腺ADC值。胰腺ADC值高于肝、脾ADC值，脾臟ADC值最低。

2.2 腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值比較 雙側(cè)腎臟皮質(zhì)在不同b值下的ADC值均高于髓質(zhì)，兩者之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＝0.000）。左側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值在b＝500s/mm2、b＝800s/mm2及1000s/mm2時(shí)均高于右側(cè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（b＝800s/mm2時(shí)雙側(cè)腎臟皮質(zhì)ADC值比較，P＝0.048，其余P均＝0.000）。b＝200s/mm2時(shí)雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝1.739，P＝0.098；t＝0.704，P＝0.490；t＝－ 0.314，P ＝ 0.757）。

3 討論

腎臟位于腹膜后，受呼吸影響較肝臟、胰腺小，獲得的DWI圖像相對(duì)較好。腎臟時(shí)刻在進(jìn)行水的重吸收、濃縮及稀釋,所以水的轉(zhuǎn)運(yùn)就成為腎臟的突出表現(xiàn),同時(shí)腎臟血流灌注量也非常大。腎臟的許多病變會(huì)影響腎內(nèi)水的運(yùn)轉(zhuǎn)和血流灌注。磁共振DWI成像對(duì)分子的彌散運(yùn)動(dòng)——布朗運(yùn)動(dòng)非常敏感，理論上可以借助測(cè)量ADC值來(lái)綜合評(píng)價(jià)腎臟微血管的灌注及水分子彌散。因此，DWI成像有望對(duì)多種腎臟疾病的診斷和療效判斷提供幫助。

3.1 正常腎臟皮、髓質(zhì)ADC值差異 對(duì)正常成人腎臟皮、髓質(zhì)ADC值差異的報(bào)道有差異。Thoeny等[1]認(rèn)為腎臟皮、髓質(zhì)ADC值無(wú)顯著差異。陳雙慶等[2]報(bào)道腎臟髓質(zhì)ADC值高于皮質(zhì)（P＜0.05）。李晨霞等[3]報(bào)道正常成年人腎臟皮質(zhì)ADC值大于髓質(zhì)。Thoeny等[4]報(bào) 道，b＝ 500s/mm2、750s/mm2及 1000s/mm2時(shí) 腎皮質(zhì)ADC值大于髓質(zhì)（P＜0.001），而b＝0s/mm2、50s/mm2及100s/mm2時(shí)ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。本研究中，腎臟皮質(zhì)在b＝200s/mm2、500s/mm2、800s/mm2及 1000s/mm2時(shí) ADC 值均大于髓質(zhì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＝0.000）。

表1 不同b值下腎臟及腹部其他臟器ADC值比較[ （95%可信區(qū)間）]

表1 不同b值下腎臟及腹部其他臟器ADC值比較[ （95%可信區(qū)間）]

3.2 雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值比較徐學(xué)勤等[5]認(rèn)為正常成人雙腎ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。而本研究顯示，左側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值在b＝500s/mm2、b＝800s/mm2及1000s/mm2時(shí)均高于右側(cè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（b＝800s/mm2時(shí)雙側(cè)腎臟皮質(zhì)ADC值比較，P ＝0.048；其余P均＝0.000）。b＝200s/mm2時(shí)雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)A D C值及平均A D C值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.098、0.490、0.757）。本研究中左側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值在多數(shù)b值下大于右側(cè)的原因，一方面可能與雙側(cè)腎臟的解剖差異有關(guān)，筆者對(duì)157例正常成人腎臟行MSCT掃描后行解剖測(cè)量，發(fā)現(xiàn)左側(cè)腎臟長(zhǎng)徑、寬徑及厚度均大于右側(cè)，左側(cè)腎動(dòng)脈直徑粗于右側(cè)[6]，這可能導(dǎo)致雙側(cè)腎臟血流灌注有差異，EPI技術(shù)可以凍結(jié)宏觀的生理運(yùn)動(dòng)，卻不能控制組織內(nèi)的血流左側(cè)灌注對(duì)擴(kuò)散的影響，雙側(cè)腎臟血流灌注差異會(huì)導(dǎo)致ADC值差異；另一方面可能與本組樣本量有關(guān)，本組只有20例樣本，樣本量過(guò)少可能會(huì)導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚。因此，對(duì)于雙側(cè)腎臟皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值的差異判斷還需要大宗樣本來(lái)判斷。

3.3 不同b值對(duì)腹部臟器ADC值的影響 ADC值受b值、掃描層厚及TR值等的影響，其中以b值變化影響最大[7]。隨著b值升高，ADC值呈下降趨勢(shì)，低b值時(shí)ADC值受腎臟的血流灌注與水分子彌散的雙重影響，高b值時(shí)ADC值受腎臟的血流灌注影響小，主要反映水分子的彌散。本研究結(jié)果同樣顯示隨著b值上升，腎臟及肝、脾、胰腺ADC值呈下降趨勢(shì)。腎臟在b＝1000s/mm2的皮、髓質(zhì)ADC值及平均ADC值均小于b＝200s/mm2、500s/mm2、800mm2時(shí)的ADC值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（右腎髓質(zhì)ADC值在b＝800s/mm2組和1000s/mm2組比較，P＝0.005；其余P＝0.000），但與b＝800s/mm2的ADC值相差較小。對(duì)于肝、脾、胰腺而言，b＝1000s/mm2時(shí)的ADC值雖然稍低于b＝800s/mm2時(shí)，但兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.151、0.703、0.234）?？梢?jiàn)b值高到一定程度后，即ADC值主要反映水分子的彌散而受血流灌注影響小時(shí)，再加大b值并不會(huì)對(duì)ADC值產(chǎn)生明顯影響，而b值上升卻會(huì)導(dǎo)致DWI圖像質(zhì)量下降。因此在臨床工作中，不宜過(guò)分追求高b值，而要根據(jù)不同的臟器采用合適的b值，既要能夠減少血流灌注對(duì)ADC值的影響，又要保證一定的圖像質(zhì)量。本研究結(jié)果顯示，DWI檢查b值取800s/mm2比較合適。

3.4 DWI成像在腎臟檢查中存在的問(wèn)題和展望 DWI成像在腎臟的臨床應(yīng)用涉及腎臟良惡性腫瘤的鑒別、彌漫性腎病、腎移植術(shù)后、監(jiān)控腫瘤治療效果及胎兒腎臟的觀測(cè)等多個(gè)方面，并且取得了較好的臨床效果[8]。但目前仍然存在一些問(wèn)題，一方面是EPI成像技術(shù)的不足，EPI成像時(shí)圖像空間分辨力小，圖像信噪比低，b值較小時(shí)降低了擴(kuò)散的權(quán)重，增加了血流灌注的影響；b值較高時(shí)雖然可以減少血流灌注的影響，但會(huì)降低圖像的信噪比[9]。另一方面是沒(méi)有正常成人腎臟ADC值的正常值標(biāo)準(zhǔn)，目前對(duì)正常成人腎臟ADC值測(cè)量，國(guó)內(nèi)外雖然有一些報(bào)道，但由于掃描設(shè)備不同、掃描參數(shù)選擇不同及b值選擇不統(tǒng)一，所測(cè)得的ADC值不同，難以明確腎臟ADC值的正常值范圍。

盡管目前DWI成像還有一些問(wèn)題，但隨著MRI軟硬件的發(fā)展，DWI圖像質(zhì)量將會(huì)得到提高，掃描技術(shù)和參數(shù)選擇的規(guī)范化將會(huì)使得各家報(bào)道的ADC值有可比性。DWI將在腎臟疾病診斷中有更廣闊的空間。

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